OpenCV 之ios 基本的阈值操作
目标：
本节简介：
- OpenCV中的阈值(threshold)函数： threshold 的运用。
基本理论
什么是阈值？
- 最简单的图像分割的方法。
- 应用举例：从一副图像中利用阈值分割出我们需要的物体部分（当然这里的物体可以是一部分或者整体）。
这样的图像分割方法是基于图像中物体与背景之间的灰度差异，而且此分割属于像素级的分割。 - 为了从一副图像中提取出我们需要的部分，应该用图像中的每一个像素点的灰度值与选取的阈值进行比较，并作出相应的判断。（注意：阈值的选取依赖于具体的问题。即：物体在不同的图像中有可能会有不同的灰度值。
-
一旦找到了需要分割的物体的像素点，我们可以对这些像素点设定一些特定的值来表示。（例如：可以将该物体的像素点的灰度值设定为：‘0’（黑色）,其他的像素点的灰度值为：‘255’（白色）；当然像素点的灰度值可以任意，但最好设定的两种颜色对比度较强，方便观察结果）。
阈值化的类型
-
OpenCV中提供了阈值（threshold）函数： threshold 。
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这个函数有5种阈值化类型，在接下来的章节中将会具体介绍。
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为了解释阈值分割的过程，我们来看一个简单有关像素灰度的图片，该图如下。该图中的蓝色水平线代表着具体的一个阈值。
阈值类型1：二进制阈值化
该阈值化类型如下式所示:
解释：在运用该阈值类型的时候，先要选定一个特定的阈值量，比如：125，这样，新的阈值产生规则可以解释为大于125的像素点的灰度值设定为最大值(如8位灰度值最大为255)，灰度值小于125的像素点的灰度值设定为0。
阈值类型2：反二进制阈值化
该阈值类型如下式所示：
解释：该阈值化与二进制阈值化相似，先选定一个特定的灰度值作为阈值，不过最后的设定值相反。（在8位灰度图中，例如大于阈值的设定为0，而小于该阈值的设定为255）。
阈值类型3：截断阈值化
该阈值化类型如下式所示：
解释：同样首先需要选定一个阈值，图像中大于该阈值的像素点被设定为该阈值，小于该阈值的保持不变。（例如：阈值选取为125，那小于125的阈值不改变，大于125的灰度值（230）的像素点就设定为该阈值）。
阈值类型4：阈值化为0
该阈值类型如下式所示：
解释：先选定一个阈值，然后对图像做如下处理：1 像素点的灰度值大于该阈值的不进行任何改变；2 像素点的灰度值小于该阈值的，其灰度值全部变为0。
阈值类型5：反阈值化为0
该阈值类型如下式所示：
解释：原理类似于0阈值，但是在对图像做处理的时候相反，即：像素点的灰度值小于该阈值的不进行任何改变，而大于该阈值的部分，其灰度值全部变为0。
代码示范
#ifdef __cplusplus
#import <opencv2/opencv.hpp>
#import <opencv2/imgcodecs/ios.h>
#import <opencv2/imgproc.hpp>
#import <opencv2/highgui.hpp>
#import <opencv2/core/operations.hpp>
#import <opencv2/core/core_c.h>
using namespace cv;
using namespace std;
#endif
#import "ThresholdViewController.h"
@implementation ThresholdViewController
Mat src_gray;
int threshold_value = 0;
int threshold_type = 3;;
int const max_value = 255;
int const max_type = 4;
int const max_BINARY_value = 255;
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
UIImage * src1Image = [UIImage imageNamed:@"chicky_512.png"];
Mat src = [self cvMatFromUIImage:src1Image];
UIImageView *imageView;
imageView = [self createImageViewInRect:CGRectMake(0, 100, 150, 150)];
[self.view addSubview:imageView];
imageView.image = [self UIImageFromCVMat:src];
cvtColor( src, src_gray, CV_RGB2GRAY );
imageView = [self createImageViewInRect:CGRectMake(0, 250, 150, 150)];
[self.view addSubview:imageView];
imageView.image = [self UIImageFromCVMat:src_gray];
[self createButtonFrame:CGRectMake(150, 100, 100, 50) title:@"Binary" Block:^NSString * _Nonnull(int hitCount) {
threshold_type = hitCount%5;
NSString * title = @"";
switch (threshold_type) {
case 0:
title = @"Binary";
break;
case 1:
title = @"Binary Inverted";
break;
case 2:
title = @"Truncate";
case 3:
title = @"To Zero";
break;
case 4:
title = @"To Zero Inverted";
break;
default:
break;
}
[self Threshold_Demo];
return title;
}];
[self createSliderFrame:CGRectMake(150, 150, 100, 50) maxValue:255 minValue:0 block:^(float value) {
threshold_value = value;
[self Threshold_Demo];
}];
}
-(void)Threshold_Demo{
Mat dst;
UIImageView * imageView;
/* 0: 二进制阈值
1: 反二进制阈值
2: 截断阈值
3: 0阈值
4: 反0阈值
*/
threshold( src_gray, dst, threshold_value, max_BINARY_value,threshold_type );
imageView = [self createImageViewInRect:CGRectMake(0, 400, 150, 150)];
[self.view addSubview:imageView];
imageView.image = [self UIImageFromCVMat:dst];
}
#pragma mark - private
//brg
- (cv::Mat)cvMatFromUIImage:(UIImage *)image
{
CGColorSpaceRef colorSpace =CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
CGFloat cols = image.size.width;
CGFloat rows = image.size.height;
Mat cvMat(rows, cols, CV_8UC4); // 8 bits per component, 4 channels (color channels + alpha)
CGContextRef contextRef = CGBitmapContextCreate(cvMat.data, // Pointer to data
cols, // Width of bitmap
rows, // Height of bitmap
8, // Bits per component
cvMat.step[0], // Bytes per row
colorSpace, // Colorspace
kCGImageAlphaNoneSkipLast |
kCGBitmapByteOrderDefault); // Bitmap info flags
CGContextDrawImage(contextRef, CGRectMake(0, 0, cols, rows), image.CGImage);
CGContextRelease(contextRef);
Mat dst;
Mat src;
cvtColor(cvMat, dst, COLOR_RGBA2BGRA);
cvtColor(dst, src, COLOR_BGRA2BGR);
return src;
}
-(UIImage *)UIImageFromCVMat:(cv::Mat)cvMat
{
// mat 是brg 而 rgb
Mat src;
NSData *data=nil;
CGBitmapInfo info =kCGImageAlphaNone|kCGBitmapByteOrderDefault;
CGColorSpaceRef colorSpace;
if (cvMat.depth()!=CV_8U) {
Mat result;
cvMat.convertTo(result, CV_8U,255.0);
cvMat = result;
}
if (cvMat.elemSize() == 1) {
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
data= [NSData dataWithBytes:cvMat.data length:cvMat.elemSize()*cvMat.total()];
} else if(cvMat.elemSize() == 3){
cvtColor(cvMat, src, COLOR_BGR2RGB);
data= [NSData dataWithBytes:src.data length:src.elemSize()*src.total()];
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
}else if(cvMat.elemSize() == 4){
colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
cvtColor(cvMat, src, COLOR_BGRA2RGBA);
data= [NSData dataWithBytes:src.data length:src.elemSize()*src.total()];
info =kCGImageAlphaNoneSkipLast | kCGBitmapByteOrderDefault;
}else{
NSLog(@"[error:] 错误的颜色通道");
return nil;
}
CGDataProviderRef provider = CGDataProviderCreateWithCFData((__bridge CFDataRef)data);
// Creating CGImage from cv::Mat
CGImageRef imageRef = CGImageCreate(cvMat.cols, //width
cvMat.rows, //height
8, //bits per component
8 * cvMat.elemSize(), //bits per pixel
cvMat.step[0], //bytesPerRow
colorSpace, //colorspace
kCGImageAlphaNone|kCGBitmapByteOrderDefault,// bitmap info
provider, //CGDataProviderRef
NULL, //decode
false, //should interpolate
kCGRenderingIntentAbsoluteColorimetric //intent
);
// Getting UIImage from CGImage
UIImage *finalImage = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];
CGImageRelease(imageRef);
CGDataProviderRelease(provider);
CGColorSpaceRelease(colorSpace);
return finalImage;
}
@end
解释
这里就讲解下函数的用法
-(void)Threshold_Demo{
Mat dst;
UIImageView * imageView;
/* 0: 二进制阈值
1: 反二进制阈值
2: 截断阈值
3: 0阈值
4: 反0阈值
*/
threshold( src_gray, dst, threshold_value, max_BINARY_value,threshold_type );
imageView = [self createImageViewInRect:CGRectMake(0, 400, 150, 150)];
[self.view addSubview:imageView];
imageView.image = [self UIImageFromCVMat:dst];
}
- src_gray: 输入的灰度图像的地址。
- dst: 输出图像的地址。
- threshold_value: 进行阈值操作时阈值的大小。
- max_BINARY_value: 设定的最大灰度值（该参数运用在二进制与反二进制阈值操作中）。
- threshold_type: 阈值的类型。从上面提到的5种中选择出的结果。
结果
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